密度计沉底是密度太大了吗

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石油工程实验教学中心油井水泥浆性能实验钻井工程实验PreparationandTestingofCementSlurries一、实验目的1.掌握油井水泥浆的制备方法;2.掌握测定水泥浆密度、流变性能和稠化时间的原理、实验流程及步骤。二、实验原理1、水泥浆密度实验中使用YM型钻井液密度计测量水泥浆的密度，该仪器是不等臂杠杠测试仪器，杠杠左端为盛液杯，右端连接平衡筒。当盛液杯盛满被测试液体时，移动砝码使杠杠主尺保持水平的平衡位置，此时砝码左侧边所对应的刻度线就是所测试液体的密度。水泥浆密度是由配制水泥浆的水泥、配浆水、外加剂和外掺料等材料的密度和掺量决定的。2、水泥浆流变性能大多数水泥浆表现出复杂的非牛顿流体特征。一般来说，水泥浆属于剪切稀释型流体，描述水泥浆流变性质最常用的流变模式为宾汉塑性模式和幂律模式。（1）宾汉塑性模式（2）幂律模式实验中使用六转速粘度计测量水泥浆的流变性能，该仪器是以电动机为动力的旋转型仪器。被测试液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。通过变速传动外转筒以恒速旋转，外转筒通过被测试液体作用于内筒产生一个转矩，使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度。依据牛顿定律，该转角的大小与液体的粘度成正比，于是液体粘度的测量转变为内筒转角的测量。记录表盘参数，通过以下方法计算水泥浆的流变参数。幂律模式流变参数宾汉塑性模式流变参数首先，判别流变模式：宾汉塑性模式幂律模式然后，计算流变参数：3、水泥浆稠化时间实验中使用常压稠化仪测量水泥浆的稠化时间。配制好水泥浆后，随着水泥水化，水泥浆不断变稠，稠化仪浆叶旋转剪切水泥浆的阻力增大，使安装在电位计上的弹簧扭矩及其指针旋转角度也相应增大，电位计的阻值及电压也随之增大。因此，电位计所反映出来的电压值，不仅表示了弹簧扭矩的大小，也反映了测量水泥浆稠度值的大小。稠化时间是指从水泥浆配浆开始到水泥浆注入稠化仪中，在实际井温和压力条件下，水泥浆稠度达到100Bc所经历的时间。三、实验流程水泥+外掺料+外加剂+水称量配制水泥浆测定密度测定流变性能测定稠化时间四、实验设备1、YM液体密度计盛液杯砝码刻度标尺平衡桶支架2、六转速粘度计底座可移动支座调速按钮电机转筒传动装置3、稠化仪计时器温度控制面板控制开关恒温水浴箱电位计稠度实时显示面板打印机4、其它仪器电子天平五、实验步骤水泥级别ABCDEFGH浆体密度，g/cm31.871.871.781.971.961.941.8951.974水灰比,W/C0.460.460.560.380.380.380.440.38表1API的水灰比（W/C）标准1、确定水灰比步骤配制水泥浆之前必须确定水灰比。合理的水灰比是保证水泥环具有足够的抗压强度和水泥浆良好的可泵性的前提。2、水泥浆制备步骤在电子天平上称一定质量的水（350g）、G级油井水泥（700g）和氯化钙（21g），并将氯化钙溶解于水中；将350g水倒入搅拌杯中，搅拌器以低速（4000转/分）转动，并在15秒内加完700g水泥；盖上搅拌杯盖子，在高速（12000转/分）下继续搅拌35秒即制备得到水泥浆（即仪器“标准1”程序）。3、水泥浆密度测试步骤移开泥浆杯上的盖子，将配好的水泥浆注入密度计浆杯内;将杯盖慢慢向下旋转让多余的水泥浆从流孔溢出，保证水泥浆充满整个浆杯；再用拇指堵住流孔，用清水冲洗浆杯外部并擦干；然后将密度计放置在支架上，使刀口边缘位于支架上；移动游码使支架内气泡居中；读数，游码所标示数值即为水泥浆密度；记录水泥浆密度数据及实验温度条件；测试完毕，将盛液杯中的水泥浆倒掉，清洗实验仪器。转速(r/min)400011858800粘度计读数表2粘度计读数4、水泥浆流变性能测试步骤将制备好的水泥浆倒入常压稠度仪样品筒中，于所测试温度下先稠化20分钟；然后将水泥浆倒入粘度计样品筒中，水泥浆液面达到外筒刻度线标记高度；先在600转/分下旋转60秒后读数，然后按20秒间隔依次由高速到低速：300、200、100、6、3转/分连续测量，依次测其读数并记录在表2中。测试完毕，将水泥浆倒掉，清洗实验仪器。5、水泥浆稠化时间测试步骤标定常压稠化仪指示计：将标定仪器与稠化仪连接；然后将电位计卡在标定仪器插槽；再将标定仪器传输线与电位计连接；用尼龙绳的一端系在电位计销轴上，另一端沿电位计沟槽绕一周
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由于岩石的密度一般均在2.00～2.50g/cm3，在实际工作中测量的密度值也多在此范围内，因此，选择第4校准点作为分辨力的校准点。根据技术指标的要求，应用一个密度值不大于0.03g/cm3、体积与第4校准点相同的物质，只要在空气中能分辨出其质量，也就说明了密度计满足了分辨力这一技术要求。
因此，只要在空气中的样品盘内加入质量不大于这种物质质量的砝码，密度计标志杆顶面或钢丝尖端与刻度尺相对位置的变化不小于0.5mm，也就是肉眼能观察到变动，变动越大，其分辨力越高。
(1)调节游标镜架及微调旋钮，使标志杆顶面与刻度尺零位对齐。
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3、安装使用方便，装入液体即可显示读数
4、使用于流体或静止液体，适合于管道安装
5、连续在线测量液体密度无过程中断，可直接用于生产过程控制
6、接触液体部件全部为316不锈钢材料制造，安全，卫生，防腐性好
7、本安防爆
性能参数:
输出信号两线制4-20mA
供电电源24VDC
就地显示4位半数字或5位母液晶显示
仪表精度0.1%（20℃时）
重复精度0.2%
防爆性能防爆放水密封外壳，本质安全型防爆
温度范围环境：-40~85℃；过程：-20~150℃贮存：-40~100℃；数显：-10~60℃
启动时间电源接通后5秒启动
静压范围7Mpa
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3.接到用户通知所提供的仪器出现故障后，十分钟内回应.
4.保证及时向用户以优惠的价格提供所需的备品备件和易
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解：（1）∵密度计在不同液体中处于漂浮状态，∴F浮=G，即ρ液gV排=ρ液gSh=mg，ρ液=，h为密度计浸入液体的长度，ρ液越小，浸入部分的长度越长，上面的刻度显示越小，∴上小下大．刻度不均匀，∵ρ和h是反比例函数，∴刻度分布不均匀．（2）（a）∵F浮=G-F′，F浮=ρ液gV排，∴G浸没时对A点的拉力F拉=G-F浮=G-ρ液gV排=G-ρ液gV，根据杠杆的平衡条件可得：F拉LG=mgL，即（G-ρ液gV）LG=mgL，解得：ρ液=-；（b）由表达式可知，ρ液和L成正比关系，函数图象是直线，所以刻度是均匀的．答：（1）ρ液=，h为密度计浸入液体的长度，ρ液越小，浸入部分的长度越长，上面的刻度显示越小，所以上小下大，刻度不均匀；因为ρ和h是反比例函数，所以刻度分布不均匀．（2）（a）ρ液=-；（b）ρ液和L成正比关系，函数图象是直线，所以刻度是均匀的．
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中山仪器检测中心检测院-实验室vyhc
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